帶有與泵送室中的不同空間位置相聯(lián)的出口的泵送設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被構(gòu)造用于輸送流體的栗送設(shè)備，特別地用在高效液相色譜法應(yīng)用中。
【背景技術(shù)】
[0002]在高效液相色譜法(HPLC)中，液體通常必需以非常受控的流率(例如，在微升至毫升每分鐘的范圍內(nèi))且在使得液體壓縮性變得顯著的高壓(典型地，20-100MPa，200-1000bar，并且目前超過(guò)直到200MPa，2000bar)下提供。對(duì)于HPLC系統(tǒng)中的液體分離，包括帶有要分離化合物的樣品流體的流動(dòng)相被驅(qū)動(dòng)通過(guò)固定相(諸如，色譜柱)，從而分離不同的樣品流體化合物，然后可進(jìn)行識(shí)別。
[0003]流動(dòng)相(例如，溶劑)典型地在高壓下被栗送通過(guò)填料介質(zhì)(也稱為填充料)柱，并且要分析的樣品(例如，化學(xué)或者生物混合物)被注入到柱中。在樣品隨著液體通過(guò)柱時(shí)，均具有不同的對(duì)填料介質(zhì)親合性的不同化合物以不同速度移動(dòng)通過(guò)柱。具有大的對(duì)填料介質(zhì)親合性的那些化合物比具有小親合性的那些化合物較慢地移動(dòng)通過(guò)柱，并且該速度差導(dǎo)致化合物在它們穿過(guò)柱時(shí)彼此分離。
[0004]帶有分離化合物的流動(dòng)相退出柱并通過(guò)檢測(cè)器，檢測(cè)器例如通過(guò)分光光度法的吸光率測(cè)量來(lái)識(shí)別分子?？梢岳L制檢測(cè)器測(cè)量與洗脫時(shí)間或者體積的二維圖，其已知為色譜圖，并且根據(jù)色譜圖，可以識(shí)別化合物。對(duì)于各個(gè)化合物，色譜圖顯示了分離的曲線或者“峰值”。化合物通過(guò)柱的有效分離是有利的，因?yàn)樗试S測(cè)量產(chǎn)生具有明顯最大值拐點(diǎn)和窄基區(qū)寬度的清晰波峰，從而允許對(duì)于混合物成份的良好分辨率和可靠識(shí)別。由不良柱性能導(dǎo)致的寬峰(所稱的“內(nèi)部譜帶增寬”)或者由不良系統(tǒng)性能導(dǎo)致的寬峰(所稱的“外部譜帶增寬”)是不理想的，因?yàn)樗鼈儠?huì)使得混合物中的微量組分被主要組分掩蔽且不可識(shí)別。
[0005]在被構(gòu)造用于組合多個(gè)流體以形成溶劑組分的色譜分離法系統(tǒng)中，會(huì)發(fā)生溶劑組分中的偽跡，這對(duì)于色譜性能具有不利影響?，F(xiàn)代的HPLC系統(tǒng)被優(yōu)化用于在超高壓狀態(tài)下的快速且有效操作。這又要求減小體積且同時(shí)增大了關(guān)于組成精度的要求，從而增加混合體積的簡(jiǎn)單被動(dòng)方案在許多應(yīng)用中不可行。但是，具體地在短分離長(zhǎng)度上的組合擾動(dòng)會(huì)引起保留時(shí)間失穩(wěn)，而且有時(shí)流動(dòng)相組成擾動(dòng)能夠?qū)е聜污E或者干擾檢測(cè)器的基線。
[0006]US4595495A公開(kāi)了可編程序溶劑輸送系統(tǒng)和過(guò)程。活塞的快速運(yùn)動(dòng)將溶劑組分注入到筒體中，并產(chǎn)生溶劑組分進(jìn)入筒體的紊流，從而在未設(shè)置單獨(dú)混合室的情況下保證溶劑組分的充分混合。
[0007]US6997683B2公開(kāi)了高壓往復(fù)栗。栗汽缸頭被機(jī)械加工，以增強(qiáng)溶劑和溶質(zhì)的混合。混合在缸壁和活塞之間的空間中增強(qiáng)。
[0008]在US2012291531 A1中，液相色譜儀的筒體具有內(nèi)壁，在內(nèi)壁上設(shè)有凹進(jìn)以產(chǎn)生多個(gè)溶劑的渦流。
[0009]同一申請(qǐng)人和發(fā)明人的W02013013717A2公開(kāi)了一種HPLC系統(tǒng)，其采用逐組配量，
之后立即縱向混合。
[0010]JPS61258975A公開(kāi)了一種液相色譜儀，其帶有栗送室的多個(gè)多個(gè)出口，用于從栗送室釋放空氣。US2013/0091935A1也公開(kāi)了一種液相色譜儀，其帶有栗送室的多個(gè)出口，用于加速溶劑混合。兩個(gè)文獻(xiàn)均公開(kāi)了權(quán)利要求1前序部分的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供多個(gè)流體的改進(jìn)組合，以形成HPLC應(yīng)用中的溶劑組分。該目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求解決。另外實(shí)施方式通過(guò)從屬權(quán)利要求示出。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，提供了栗送設(shè)備，其被構(gòu)造用于輸送流體，優(yōu)選地輸送加壓流體。栗送設(shè)備包括栗送室，栗送室被構(gòu)造用于以限定比例接收一種或者更多種流體并且用于進(jìn)一步輸送接收的流體。栗送設(shè)備的出口設(shè)置用于排出要輸送的流體。出口流體聯(lián)接到栗送室中的第一位置。栗送設(shè)備進(jìn)一步包括通道，該通道在一側(cè)上(或者換句話說(shuō)，以一端)流體聯(lián)接到栗送室中的第二位置，并且在另一側(cè)上流體聯(lián)接到出口。在栗送設(shè)備的操作中，輸送流體的第一部分(如在出口處排出的)從栗送室中的第一位置接收，并且輸送流體的第二部分(如在出口處排出的)從栗送室中的第二位置接收。
[0013]為改進(jìn)要輸送的流體中的不同流體組分在出口處的混合，第一和第二位置之一是栗送室中的如下空間位置，其中如果該空間位置不聯(lián)接到出口，則具有第一特性的流體組分在栗送設(shè)備的操作期間將傾向于在該空間位置聚集，該聚集由于第一特性的變化引起。通過(guò)將出口聯(lián)接到該位置，能夠在栗送設(shè)備的操作期間減少或者甚至避免流體組分的聚集，從而形成改進(jìn)的混合。
[0014]清楚的是(特別地，由于流體動(dòng)態(tài)特性)，在本文中如在“其中具有第一特性的流體組分將傾向于聚集的栗送室中的空間位置”的上下文中使用的術(shù)語(yǔ)“其中”不局限于準(zhǔn)確位置，而還應(yīng)包涵涵蓋附近空間位置的“鄰近”。
[0015]本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在栗送設(shè)備的操作模式中，帶有第一特性的變化(例如，不同密度)的流體組分傾向于在操作期間聚集到栗送室的不同空間區(qū)域中。例如，如果第一特性是密度，則在重力影響下，比其它流體組分重的流體組分(即，具有高密度的流體組分)可以沉淀在栗送室中的底部或下部處，而輕流體組分(即，具有低密度的流體組分)相對(duì)于其它流體組分傾向于聚集到栗送室的上部或者頂部區(qū)域。
[0016]這種聚集能夠最好在超高壓狀態(tài)下并且甚至在已經(jīng)為減小死體積和/或閉端區(qū)域而優(yōu)化的栗送設(shè)備構(gòu)造中發(fā)生。雖然這可能在栗送設(shè)備操作的大部分時(shí)間被忽略，隨時(shí)間聚集在這種區(qū)域中的具有異常組成的一些流體部分可能在一定條件下進(jìn)入出口處的流體。這能夠引起(例如，加壓的)下游輸送流體的零星組成變動(dòng)，這一變動(dòng)可不利地影響在HPLC應(yīng)用中提供的樣品分離或者測(cè)量，并且甚至可能例如作為由HPLC系統(tǒng)檢測(cè)器檢測(cè)的噪聲信號(hào)而變得可見(jiàn)。
[0017]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種聚集的流體組分會(huì)特別地在栗送室中的最小受擾區(qū)或者區(qū)域中發(fā)現(xiàn)。例如，在栗送室中往復(fù)移動(dòng)的往復(fù)元件的情況下，這種流體組分傾向于聚集在更遠(yuǎn)離往復(fù)元件的區(qū)或區(qū)域中。類似地，接近密封元件的區(qū)域或者區(qū)也傾向于依賴于流體組分第一特性的差異而聚集流體組分，特別是如果該區(qū)域或區(qū)中存在大體積且較少移動(dòng)的流體。例如，低密度流體組分可以典型地聚集在栗送室中的上部區(qū)域，而高密度流體組分可以聚集在栗送室中的下部區(qū)域。因此，具有低密度的流體組分所傾向于聚集的栗送室中的空間位置典型地在操作期間位于栗送設(shè)備上側(cè)的空間區(qū)域中。其中具有高密度的流體組分所傾向于聚集的栗送室中的空間位置典型地在操作期間位于栗送設(shè)備下側(cè)的空間區(qū)域中。
[0018]顯而易見(jiàn)地，依賴于具體幾何結(jié)構(gòu)以及栗送設(shè)備的具體操作模式，不同流體組分的偏析或者分離可能是或多或少地顯著的。可能存在這樣的情況，其中依賴于第一特性發(fā)生流體組分的幾乎完全偏析。在其它情形中，例如，僅高密度流體組分聚集在栗送室中的下部區(qū)域，或者僅低密度流體組分聚集在栗送室中的上部區(qū)域中。
[0019]第一特性優(yōu)選地是一特性，然而至少一種流體組分的該特性值不同于該特性的平均值、一種其它組分的該特性的值以及栗送室中其它流體組分中大多數(shù)的該特性值中的至少一種值。第一特性優(yōu)選地是如下特性中的一種或多種:密度，溫度，組成和粘度。有利地，優(yōu)選地將具有最異常特性且趨于依據(jù)它們的特性聚集在不同程度地緊湊的區(qū)域中的這種組分驅(qū)動(dòng)到出口或從相應(yīng)區(qū)域移去。
[0020]本發(fā)明實(shí)施方式有利的是，能夠與第一特性類型和/或分離度無(wú)關(guān)，并且能夠引起明顯更好的混合質(zhì)量以及避免因流體組成變化引起的偽跡。
[0021]在第一特性是密度的示例中，第一和第二位置之一可以是栗送室中的其中具有低密度的流體組分將傾向于在栗送設(shè)備的操作期間聚集的空間位置，和/或第一和第二位置中的另一個(gè)是栗送室中的其中具有高密度的流體組分在栗送設(shè)備的操作期間將傾向于聚集的空間位置。但是，按照本發(fā)明實(shí)施方式，這種聚集能夠通過(guò)將這些位置中的至少一個(gè)聯(lián)接到出口來(lái)減少或者甚至避免。
[0022]在前述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)JPS61258975A和US2013/0091935A1兩者中的多個(gè)出口布置在栗的相同高度水平，從而因密度變化形成的聚集所引起的組成變化無(wú)法被有效地減少或者抑制。與之相反，通過(guò)構(gòu)造栗送設(shè)備以便出口從栗送室中的不同高度水平接收局部流體流，本發(fā)明實(shí)施方式解決了流體組成的空間變化問(wèn)題，如由于流體密度變化引起的累積所導(dǎo)致的空間變化問(wèn)題。
[0023]不同于密度的特性也可以直接或者間接地引起流體組分的偏析或者不完全混合。例如，溫差可能引起密度差且由此間接地便于用不同溫度且由此不同密度來(lái)分離和聚集液體部分。組成差異可能導(dǎo)致粘度和密度差，由此間接地導(dǎo)致偏析、聚集現(xiàn)象以及不良液體混合。源于液體的組成或者溫度差異的粘度差能夠?qū)е乱恍┨匦詫Ｓ星闆r，已知為例如所稱的粘性指進(jìn)(viscous fingering)，這會(huì)引起液體部分的偏析以及具有高和低粘度的部分在不同區(qū)域中的優(yōu)選聚集。
[0024]在一個(gè)實(shí)施方式中，栗送設(shè)備包括在栗送室中的第一位置處通往栗送室的第一開(kāi)口以及在栗送室中的第二位置處通往栗送室的第二開(kāi)口。出口流體聯(lián)接到第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口。在這一實(shí)施方式中，通道設(shè)置在栗送室外部，例如在也可安放栗送室的栗送設(shè)備殼體中，或者通過(guò)提供如本領(lǐng)域中已知的足夠連接來(lái)提供通道，這些連接諸如是毛細(xì)管、管子、通道等等。
[0025]在另一實(shí)施方式中，通道設(shè)置在栗送室內(nèi)側(cè)或中。優(yōu)選地，可使用通道形成元件，該通道形成元件位于栗送室中并且被構(gòu)造用于提供通道。元件的任何布置或者組合可用以形成栗送室中的通道，例如通過(guò)將栗送室中的隔室分離為通道。
[0026]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，栗送設(shè)備被構(gòu)造用于輸送流體。栗送設(shè)備包括構(gòu)栗送室，該栗送室造用于